ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.743.42
DOI: 10.18503/1995-2732-2026-24-1-32-39
Аннотация
Постановка задачи. Представляют интерес технологические возможности применения органического связующего вещества — эпоксидной смолы — при приготовлении стержневой смеси на основе измельченного кварцевого песка, предназначенной для изготовления тонкостенных оболочечных литейных стержней, внутренний объем которых заполнен сухим кварцевым песком без связующего вещества. Актуальность таких исследований объясняется сложностью выбивания крупных и средних песчаных литейных стержней из алюминиевых отливок. Также представляет научный и практический интерес сравнительный анализ физико-технических свойств оболочечных литейных стержней, изготовленных с применением органических и неорганических связующих веществ, и технологических особенностей их изготовления для обоснования выбора стержневой технологии в соответствии с поставленной задачей. Цель работы. Проведение экспериментальных исследований физико-технических свойств тонкостенных оболочечных литейных стержней на органическом связующем веществе, внутренний объем которых заполнен сухим кварцевым песком без связующего вещества, а также выполнение сравнительного анализа оболочечных литейных стержней, изготовленных с применением как органических, так и неорганических связующих веществ. Используемые методы. Испытания на прочность при растяжении, сжатии и изгибе; испытания на выбиваемость литейных стержней из отливок; испытания на термическую стойкость; Эпокси-процесс; V-процесс. Новизна. Предложена и исследована стержневая технология, объединяющая в себе достоинства наиболее перспективных стержневых процессов: Эпокси-процесса и V-процесса. Результат. Показана возможность использования тонкостенных оболочечных песчаных литейных стержней, внутренняя полость которых заполнена сухим кварцевым песком без связующего вещества, при литье алюминия и его сплавов, а также выявлены преимущества таких литейных стержней по сравнению с традиционными объемными литейными стержнями. Практическая значимость. Приведены результаты экспериментальных исследований физико-технических свойств тонкостенных оболочечных песчаных литейных стержней, внутренняя полость которых заполнена сухим кварцевым песком без связующего вещества, и даны рекомендации по их использованию.
Ключевые слова
литейный стержень, оболочка, связующее вещество, стержневая смесь, эпоксидная смола, кварцевый песок, прочность, выбиваемость, термическая стойкость, физико-технические свойства
Для цитирования
Экспериментальные исследования оболочечных литейных стержней на эпоксидной смоле / Войтенко В.В., Медведчук С.А., Брешев В.Е., Войтенко Г.О. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2026. Т. 24. №1. С. 32-39. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2026-24-1-32-39
1. Iron and Steel Castings and Core Production Results from Finer Grades of Chromite Sand in Shell Applications / Steele R., Kerns K., LaFay P., and LaFay V. // International Journal of Metalcasting. 2025, vol. 19, pp. 635–642. DOI: 10.1007/s40962-024-01311-x.
2. Innovative Inorganic Binder Systems for the Production of Cores for Non-Ferrous Metal Alloys Reflecting the Product Quality Requirements / Merta V., Beňo J., Obzina T., Radkovský F., Kroupová I., Lichý P., Folta M., Janovská K., Nguyenová I., and Dostál M. // Metals. 2021, vol. 11, article 733. DOI: 10.3390/met11050733.
3. Управление свойствами стержневых смесей, изготовленных по Cold-box-amine-процессу / С.А. Куликов, Ф.И. Рудницкий, В.А. Шумигай, Ю.А. Куликов // Литье и металлургия. 2024. № 3. С. 51–56. DOI: 10.21122/1683-6065-2024-3-51-56.
4. Коренюгин С.В., Ровин С.Л. Влияние специальных добавок на физико-механические свойства смесей, используемых для изготовления стержней по cold-box-amine-процессу // Литье и металлургия. 2023. № 3. С. 36–40. DOI: 10.21122/1683-6065-2023-3-36-40.
5. Elimination of Casting Defects Induced by Cold Box Cores / Udayan N., Srinivasan M. V., Vaira Vignesh R., and Govindaraju M. // Materials Today: Proceedings. 2021, vol. 46, part 10, pp. 5022–5026. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.10.398.
6. Саначева Г.С., Вострикова Н.М., Дубова И.В. Органические связующие в литейном производстве // Журнал Сибирского федерального университета. Сер.: Техника и технологии. 2012. № 5 (7). С. 799–804. URL: http://journal.sfu-kras.ru/article/9541 (дата обращения: 09.07.2025).
7. Environmental Impact of the Reclaimed Sand Addition to Molding Sand with Furan and Phenol-Formaldehyde Resin – A Comparison / Holtzer M., Dańko R., Kmita A., Drożyński D., Kubecki M., Skrzyński M., and Roczniak A. // Materials. 2020, vol. 13 (19), article 4395. DOI: 10.3390/ma13194395.
8. Banganayi F.C., Nyembwe D.K., and Polzin H. Optimisation of an Environmentally Friendly Foundry Inorganic Binder Core Making Process for the Replacement of an Organic Binder // MRS Advances. 2020, vol. 5, pp. 1323–1330. DOI: 10.1557/adv.2020.225.
9. Fortini A., Merlin M., and Raminella G. A Comparative Analysis on Organic and Inorganic Core Binders for a Gravity Diecasting Al Alloy Component // International Journal of Metalcasting. 2022, vol. 16, pp. 674–688. DOI: 10.1007/s40962-021-00628-1.
10. Characteristic of Core Manufacturing Process with Use of Sand, Bonded by Ecological Friendly Nonorganic Binders / Fedoryszyn A., Dańko J., Dańko R., Asłanowicz M., Fulko T., and Ościłowski A. // Archives of Foundry Engineering. 2013, vol. 13 (3), pp. 19–24. DOI: 10.2478/afe-2013-0052.
11. Development of Inorganic Binder Systems to Minimise Emissions in Ferrous Foundries / Dańko R., Kmita A., Holtzer M., Dańko J., Lehmhus D., and Tapola S. // Sustainable Materials and Technologies. 2023, vol. 37, article e00666. DOI: 10.1016/j.susmat.2023.e00666.
12. Eco-Friendly Inorganic Binders: A Key Alternative for Reducing Harmful Emissions in Molding and Core-Making Technologies / Kmita A., Dańko R., Holtzer M., Dańko J., Drożyński D., Skrzyński M., Roczniak A., Gruszka D. R., Jakubski J., and Tapola S. // International Journal of Molecular Sciences. 2024, vol. 25 (10), article 5496. DOI: 10.3390/ijms25105496.